Utillajes de moldeo nanoestructurados para fabricar plásticos

A menudo, los componentes plásticos se fabrican mediante moldeo por inyección, un método bien arraigado que resulta rentable y altamente productivo. Es frecuente utilizar una diversidad de técnicas químicas en los diseños superficiales nanométricos y micrométricos. Gracias a la financiación europea del proyecto PLAST4FUTURE, unos científicos se hallan desarrollando un método a partir de la litografía nanoimpresa que permita estructurar las superficies de forma libre de los utillajes de moldeo por inyección y sus insertos.

La litografía nanoimpresa es un procedimiento que permite conformar diseños por deformación mecánica. El utilizar moldes y utillajes de moldeo con superficies estructuradas simplifica enormemente el proceso. Además, al reducir al mínimo la contaminación de las materias primas por aditivos como los pigmentos se aumenta su capacidad de reciclado y se reduce de manera importante el consumo energético asociado a la fabricación de dichas materias. Los participantes industriales del proyecto PLAST4FUTURE son líderes en sus campos respectivos. Se han planificado tres demostradores muy avanzados para aplicaciones de coloramiento en automoción, iluminación y juguetes funcionales para dar a conocer esta tecnología.

En la primera etapa documentada se han desarrollado las especificaciones técnicas detalladas de los demostradores. Se han definido además todas las piezas necesarias para fabricarlos. El flujo de proceso completo de la estructuración por litografía nanoimpresa de los utillajes de moldeo y sus insertos garantizará que dichos utillajes puedan producir los demostradores.

Mientras tanto, los investigadores han desarrollado un acero nuevo para los utillajes que está optimizado para la nanoestructuración. Se ha integrado en la fresadora un proceso novedoso de pulido superficial que realiza un pulido robotizado automatizado. El brazo robotizado incluye una herramienta óptica integrada que mide la rugosidad superficial durante el proceso. Se ha evaluado el impacto medioambiental de todas las fases de la cadena productiva del proyecto PLAST4FUTURE, de principio a fin, a través de una evaluación del ciclo de vida.

Esta tecnología añade una «huella dactilar» caracterizable mediante espectrometría infrarroja por transformada de Fourier (FTIR), de manera que los lotes de fabricación se pueden identificar con dicha técnica en casos como retiradas de producto. El equipo ha comenzado las actividades de comparación relacionadas con los demostradores, desarrollando utillajes de moldeo por inyección e insertos nuevos dirigidos a crear estructuras novedosas que modifiquen la propagación de la luz.

Con el proyecto PLAST4FUTURE se pretende crear una cadena de fabricación de productos plásticos con superficies funcionales que tengan un alto valor añadido, basada en un moldeo por inyección de bajo coste. Esta tecnología simplificará enormemente la producción de componentes plásticos nanoestructurados dirigidos a una gran variedad de industrias y afianzará una participación europea amplia en un mercado mundial creciente.